基于GIS的土壤养分分区管理模型研究

 通过土壤网格取样、室内分析及 ASI施肥推荐等方法 ,在地理信息系统支持下 ,建立了区域土壤养分分区管理模型。该模型以土壤空间变异为基础 ,地统计学为手段 ,土壤分块管理为目的 ,考虑了土壤的空间变异和我国农村分散经营的实际 ,可为土壤养分管理提供合理的施肥量 ,也可为区域养分管理提供宏观决策。通过对河北省辛集市马兰试验区的实施与验证 ,在 Arc Info平台上 ,用土壤养分分区管理模型进行施肥推荐 ,同时给出整个区域的土壤养分分布图、分区土壤养分分级图、土壤养分管理图和养分施用推荐表等。它既避免了土壤养分空间变异性所造成的施肥推荐偏差 ,又能考虑土壤养分严重缺乏的地块 ,使土壤养分管理趋于更加合理。     

北方褐土区冬小麦养分平衡施肥参数研究

【目的】利用养分平衡法原理,研究各养分平衡施肥参数,建立以土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系,以简捷快速、科学合理地指导我国北方褐土区冬小麦的施肥与生产。【方法】通过对多年多点小麦肥效试验结果的分析,分别计算出小麦单位产量养分吸收量、土壤有效养分校正系数、肥料当季利用率等养分平衡施肥参数,主要研究土壤环境、产量水平等因素对土壤有效养分校正系数和肥料利用率的影响及变化规律。【结果】冬小麦每百千克小麦产量养分吸收量在一个相对稳定的范围内变化,因此忽略其变化将其定为常数,即氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)分别为3 kg、1.2 kg和2.8 kg。土壤有效养分校正系数与土壤有效养分含量之间呈显著幂指数负相关关系。在不同的产量水平下,肥料养分当季利用率与土壤有效养分含量之间呈显著对数负相关关系。在此基础上,建立了以养分平衡原理为依据、土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系。【结论】由于养分平衡模型的作物推荐施肥量是根据目标产量需肥量与土壤供肥量之差来计算的,在利用该模型进行施肥推荐时,研究的关键点应该是如何准确确定模型中土壤有效养分校正系数和肥料当季利用率等参数,以便得到广泛地推广应用。在北方褐土区建立了以养分平衡原理为依据,土壤肥力测定为基础,具有氮、磷和钾全定量特性的小麦测土推荐施肥体系。     

比色分析中工作曲线方程建立方法的探析

以朗伯——比尔定律为依据,用统计学的原理,探讨了建立的三个工作曲线方程的误差与准确性。结果表明:线性回归方程、过原点线性回归方程和座标原点与平均数之连线方程在实验误差较小的情况下,基本趋于一致,均能作为工作曲线方程使用。其中以座标原点与平均数之连线方程的重现性最佳,建立方程的方法简单,所以在比色分析中可认为是建立工作曲线方程的可靠方法。     

地面高光谱和低空遥感监测小麦白粉病初探

利用手持式高光谱仪和基于数字技术的低空遥感系统，对不同严重度小麦白粉病冠层光谱反射率进行了测定，同时调查病情指数，分析不同时期地面平台光谱反射率与病情指数及低空遥感平台反射率与病情指数（disease index，DI）、归一化植被指数（normalized difference vegetable index，NDVI）相关性。结果表明，地面光谱测量冠层光谱反射率和低空遥感数字图像反射率与小麦白粉病病情指数在灌浆期有显著的相关关系，就地面测量结果而言，近红外波段的相关性高于绿光波段，相关系数分别为0．79和0．54；低空遥感数字图像红、绿、蓝三波段中，相关性依次降低，相关系数分别为0．79、0．75和0．62；而且低空遥感图像与归一化植被指数也存在较好的相关关系，蓝、红、绿波段，相关系数依次为0．70、0．68和0．54。这表明利用遥感非破坏性监测小麦白粉痛有着良好的应用前景，对于小麦白粉病发生面积监测有重要意义。     

农田不同粒级土壤含水量光谱特征及定量预测

【目的】土壤含水量是土壤属性的关键参数。摸清不同机械组成条件下土壤水分的光谱变化并实现土壤含水量的定量预测,为农田水分的快速监测及土壤其他属性的定量获取提供依据。【方法】通过人为控制获得不同粒级和不同含水量的土壤样品,确定室内土壤光谱测定的几何条件,采集不同土样的光谱特征并进行比较,按粒径等级利用最小二乘法（PLSR）建立农田土壤含水量的光谱定量预测模型。【结果】土壤光谱反射率总体趋势是随含水量增加而降低,其差异随着波长的增加和含水量的降低而增加,在1 400 nm和1 900 nm的水分敏感波段随含水量增加光谱吸收深度也增加。但当含水量大于40%时,通过孔径为0.15 mm 筛子的土壤样品（处理D-1）,在350-1 240 nm光谱反射率随含水量增加而升高,而1 240 nm以后随含水量增加而降低。相对于将所有样本数据混合建立模型,分粒级建立的模型在细颗粒土壤中预测效果得到了明显改善,并且样品越细模型在预测效果和稳定性也越好：最优模型均方根误差RMSE=4.13%,决定系数R2=0.90。同时,数据归一化处理后所建立的模型在一定程度上降低了噪声的影响,从而在预测效果和稳定性上也有所改善。【结论】土壤光谱随含水量的变化而变化,但并不都表现随含水量增加光谱反射率降低的特点,当含水量大于40%时,细颗粒土壤样本表现为在350-1 240 nm波段光谱反射率随含水量增加而升高;土壤含水量预测模型的精度和稳定性随着土壤粒径变小、样本量增大以及光谱数据归一化预处理而得到改善。     

夏玉米施用不同缓释化处理氮肥的效果及氮肥去向

【目的】研究不同缓释化处理氮肥对夏玉米的产量、氮肥去向及氮素平衡的影响,为提高夏玉米一次性施肥的氮肥利用率并降低氮肥的环境影响提供理论依据。【方法】试验于2014-2015年以郑单958为供试品种,在华北地区中低产田连续两年进行大田试验,共设置6个处理,分别为：不施氮（CK）、尿素（CU）、树脂包膜尿素（CRF）、控失尿素（LCU）、凝胶尿素（CLP）和脲甲醛（UF）。在玉米成熟期采集植物和土壤样品,用于测定植物含氮量和土壤无机氮含量,并计算作物吸氮量、氮肥利用率、土壤无机氮积累量、氮肥损失量等。【结果】（1）氮肥缓释化处理能够明显提高夏玉米的产量,促进氮素吸收。与尿素相比,脲甲醛、凝胶尿素、树脂包膜尿素和控失尿素可分别提高夏玉米产量18.9%、16.8%、13.7%和13.6%,同时氮肥农学利用效率分别提高6.5、4.8、4.0和3.7 kg·kg^-1。（2）不同氮肥处理的作物吸收肥料氮以及肥料氮在0-100 cm土层残留量之间存在显著性差异。脲甲醛、凝胶尿素、树脂包膜尿素、控失尿素和尿素的氮肥表观回收率分别为54.9%、42.4%、38.3%、38.3%和22.0%,肥料氮在0-100 cm土层残留量分别占施氮量的28.3%、43.8%、39.2%、46.2%和46.6%。此外,与尿素相比,氮肥缓释化处理能够显著降低肥料氮的损失,凝胶尿素、控失尿素、脲甲醛和树脂包膜尿素分别降低了47.6%、43.1%、40.8%和26.7%。（3）综合分析不同氮肥处理的农田氮素平衡,脲甲醛处理的夏玉米吸氮量最高,为245.0 kg·hm^-2,其次是凝胶尿素,为222.5 kg·hm^-2。脲甲醛的0-100 cm土层残留量在缓释化氮肥中最低,为153.4 kg·hm^-2,树脂包膜尿素、凝胶尿素和控失尿素分别为173.1、181.5和185.7 kg·hm^-2。凝胶尿素处理的氮表观损失量最低,为35.6 kg·hm^-2,控失尿素、脲甲醛和树脂包膜尿素的氮表观损失量分别为38.8、41.2和51.3 kg·hm^-2。【结论】在华北地区中低产田土壤上,氮肥缓释化处理能够显著促进夏玉米对氮素的吸收、减少氮素损失。脲甲醛和凝胶尿素的效果相对较好。     

黄淮海平原土壤盐分及其组成的空间变异特征研究

本文应用地统计学的方法,对黄淮海平原０－２００ｃｍ各土层的含盐量及其盐分组成进行了半方差函数分析,结果表明,黄淮海平原土壤盐分具有明显的空间变异特征,该区盐分已集中分布在某些较大的区域。     

氮磷钾肥对结球甘蓝商品性状及其产量的影响

应用311-A拟饱和最优回归设计,通过氮磷钾肥配比田间试验,建立结球甘蓝施用氮磷钾肥对叶球紧实度、经济产量及施肥利润的效应函数。寻优结果表明,结球甘蓝叶球紧实度氮、磷、钾优化施肥组合为N233.15kg/hm^2、P2O575.00kg/hm^2、K2O158.19kg/hm^2,此时的叶球紧实度为0.1112;最高经济产量的氮、磷、钾优化施肥组合为N302.99kg/hm^2、P2O575.00kg/hm^2、K2O125.06kg/hm^2,此时的产量为104794.00kg/hm^2;最佳施肥利润的氮、磷、钾优化施肥组合为N289.80kg/hm^2、P2O575.00kg/hm^2、K2O121.16kg/hm^2,其最佳施肥利润达103171.6元/hm^2,经济产量达104773.00kg/hm^2。     

潮土区小麦-玉米轮作周期内土壤钾素动态研究 Ⅰ.不施钾条件下土壤钾素动态与垂直变化

采用大田试验和室内分析的方法,研究了豫北潮土区小麦玉米轮作周期内土壤钾素的动态及垂直变化。结果表明：在不施钾肥条件下,轮作期内土壤钾素消耗量较大,速效钾的大量消耗促进了缓效钾的释放;缓效钾在土壤供钾水平降低时也是作物吸钾的重要来源。土壤钾素的动态变化及其在剖面中的垂直移动,主要受作物吸收、温度、降水及土壤水分运动的影响。作物生育前期以表层钾素供应为主,在需钾高峰期心土和底土供钾也很重要。小麦生育期钾素以向上运移为主,而玉米生育期内钾素以向下淋移较为显著。轮作期土壤钾素的消耗主要是由于作物吸收,也有少量的淋失。在该地区生产中,补施钾肥、增加农家肥和秸秆用量十分必要。